高中物理人教版 (新课标)选修3选修3-1第一章 静电场5 电势差教案设计

这是一份高中物理人教版 (新课标)选修3选修3-1第一章 静电场5 电势差教案设计，共4页。教案主要包含了方法总结，省以致善等内容，欢迎下载使用。


1、你知道什么叫“类比”吗？知识准备
一
上节把电势能与什么物理量类比了?
2、小组讨论：将电势能与重力势能对比后得到什么结论？
教材助读
二
讨论与交流：
【问题1】电势差与电势有怎样的关系？
【问题2】电势差可以是正值也可以是负值，电势差的正负表示什么意义？
【问题3】电势的数值与零电势点的选取有关，电势差的数值与零电势点的选取有关吗？这与力学中学过的哪个概念相似？
【问题4】静电力做功与电势差的关系是怎样的？
讨论与交流：
1、UAB由什么决定？跟WAB、q有关吗？

2、WAB跟q、UAB有关吗？

预习自测
三
1、关于对UAB =WAB/q 和WAB = qUAB的理解，正确的是（ ）
A、电场中A、B两点的电势差和两点间移动电荷的电量q成反比
B、在电场中A、B两点移动不同的电荷，电场力的功WAB和电量q成正比
C、UAB与q、WAB无关，甚至与是否移动电荷都没有关系
D、WAB与q、UAB无关，与电荷移动的路径无关
2、关于电势差UAB和电势φA 、φB的理解，正确的是（ ）
A、UAB表示B点与A点之间的电势差，即UAB = φB - φA
B、UAB和UBA是不同的，它们有关系：UAB = -UBA
C、φA 、φB都有正负，所以电势是矢量
D、零电势点的规定虽然是任意的，但人们常常规定大地和无穷远处为零电势点

课中探究
学始于疑
一
1．在某两点间移动电荷，若电势差越大电场力做功一定越多吗？
2．电势差与等差等势面的密度有何关系？
质疑探究
二
探究（一）：电势和电势差的计算
例一、 在电场中把一个电荷量为－6×10－8 C的点电荷从A点移到B点，电场力做功为－3×10－5 J，将此电荷从B点移到C点，电场力做功为4.5×10－5 J，求：
(1)A与C两点间的电势差．
(2)取C点为电势零点时，A的电势为多大？
【方法总结】 (1)静电力做功与路径无关，只与始、末点位置有关，故WAC＝WAB＋WBC.
(2)公式UAB＝eq \f(WAB,q)中各量应代入代数值计算，若代入绝对值计算，
则只能求出电势差的绝对值．
探究（二）静电场中的能量守恒
例二、一带电粒子只在电场力的作用下沿图1中曲线JK穿过一匀强电场，a、b、c、d为该电场的等势面，其中有φa<φb<φc<φd，若不计粒子的重力，可以确定( )
A．粒子带正电
B．从J到K粒子的电势能增加
C．该粒子带负电
D．粒子从J到K运动过程中的
动能与电势能之和可能增加
(请同学们自已归纳总结本节的重点知识)我的知识网络图
三
当堂检测
四
1、如图2所示的匀强电场场强为103 N/C，ab平行于电场线，ab＝cd＝4 cm，ac＝bd＝3 cm.则下述计算结果正确的是( )
A．ab之间的电势差为40 V
B．ac之间的电势差为50 V
C．将 q＝－5×10－3 C的点电荷沿矩形路径abdc移动一周，
电场力做功是－0.25 J
D．将q＝－5×10－3 C的点电荷沿abd从a移动到d，电场
力做功是0.25 J
2、如图3所示的电场中，将2 C的正电荷分别由A、C两点移动到B点时，静电力所做的功分别是30 J、－6 J，如果取B点为零电势点，A、C两点的电势分别是φA＝______，φC＝______，A、C间的电势差UAC＝________；如果取A为零电势点，那么φB＝__________，φC＝__________，UAC＝__________.
3．下列说法正确的是( )
A．电势差与电势一样，是相对量，与零电势点的选取有关
B．电势差是一个矢量，有正值和负值之分
C．由于电场力做功跟移动电荷的路径无关，所以电势差也跟移动电荷的路径无关，只跟这两点的位置有关
D．A、B两点的电势差是恒定的，不随零电势点的不同而改变，所以UAB＝UBA
【省以致善】（请写出本堂课学习中，你认为感悟最深的几点收获）
课后训练
课后训练
1、有一个带电量q = -3.0×10-6 C的点电荷，从电场中的A点移到B点时，克服电场力做功6.0×10-4J，从B点移到C点时，电场力做功9.0×10-4 J。试问：
（1）A、B、C三点之间的电势差UAB 、UBC和UCA各是多少？
（2）若规定B点电势为零，则A、C两点的电势φA和φC各是多少？该电荷在A、C两点的电势能EPA和EPC分别又是多少？
2、静电场中，带电粒子在电场力作用下从电势为φa的a点运动至电势为φb的b点，若带电粒子在a、b两点的速率分别为va、vb，不计重力，则带电粒子的比荷eq \f(q,m)为( )
A.eq \f(v\\al(2,a)－v\\al(2,b),φb－φa) B.eq \f(v\\al(2,b)－v\\al(2,a),φb－φa) C.eq \f(v\\al(2,a)－v\\al(2,b),2φb－φa) D.eq \f(v\\al(2,b)－v\\al(2,a),2φb－φa)
3．如图4所示，质量为m、带电荷量为q的粒子，以初速度v0从A点竖直向上射入真空中的沿水平方向的匀强电场中，粒子通过电场中B点时，速率vB＝2v0，方向与电场的方向一致，则A、B两点的电势差为( )
A.eq \f(mv\\al(2,0),2q) B.eq \f(3mv\\al(2,0),q)
C.eq \f(2mv\\al(2,0),q) D.eq \f(3mv\\al(2,0),2q)
4.如图5所示，a、b和c分别表示点电荷的电场中的三个等势面，它们的电势分别为6 V、4 V和1.5 V，一质子(eq \\al(1,1)H)从等势面a上某处由静止释放，仅受静电力作用而运动，已知它经过等势面b时的速率为v，则对质子的运动有下列判断，正确的是( )
A．质子从a等势面运动到c等势面电势能增加4.5 eV
B．质子从a等势面运动到c等势面动能减少4.5 eV
C．质子经过等势面c时的速率为2.25 v
D．质子经过等势面c时的速率为1.5 v
二、计算题
5．如图6所示，用长为l的绝缘细线拴一质量为m、带电荷量为＋q的小球(可视为质点)后悬挂于O点，整个装置处于水平向右的匀强电场E中，将小球拉至悬线呈水平的位置A后，由静止开始将小球释放，小球从A点开始向下摆动，当悬线转过60°角到达位置B时，速度恰好为零，求：
(1)B、A两点的电势差UBA；
(2)小球到达B点时，悬线对小球的拉力FT.
6.如图7所示的匀强电场中，有a、b、c三点，ab＝5 cm，bc＝12 cm，其中ab沿电场方向，bc和电场线方向成60°角，一个电荷量为q＝4×10－8 C的正电荷从a移到b电场力做功为W1＝1.2×10－7 J，求：
(1)匀强电场的场强E；
(2)电荷从b移到c，电场力做的功W2；
(3)a、c两点间的电势差Uac.
7.如图8所示，在竖直平面内，光滑绝缘直杆AC与半径为R的圆周交于B、C两点，在圆心处有一固定的正点电荷，B点为AC的中点，C点位于圆周的最低点．现有一质量为m、电荷量为－q、套在杆上的带负电小球(可视为质点)从A点由静止开始沿杆下滑．已知重力加速度为g，A点距过C点的水平面的竖直高度为3R，小球滑到B点时的速度大小为2eq \r(gR).求：
(1)小球滑至C点时的速度大小；
(2)A、B两点间的电势差；
(3)若以C点作为参考点(零电势点)，试确定A点的电势．